Сотрудники Института медико-биологических проблем РАН установили, что один из типов стволовых клеток, расположенных в жировой ткани рядом с эндотелием сосудов, при снижении силы притяжения начинает выделять множество факторов, способствующих делению клеток эндотелия. Ранее было известно только об их роли в миграции компонентов клеток формирующегося эндотелия. Научная статья об исследовании опубликована в журнале Stem Cells and Development.
В экспериментах использовали биоматериал, полученный в одной из московских клиник в результате добровольных процедур липосакции. Из него выделили мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани (она же адипозная). В теории из них могут получаться клетки костей, хрящей и самой адипозной ткани. Мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани (далее МСЖ) помещали в питательную среду с различными наборами факторов дифференцировки — сигнальных веществ, дающих стволовым клеткам команду становиться клетками определенных типов. МСЖ дифференцировались в заданные типы клеток, а значит, функционировали так же, как и в целом организме.
После такой проверки часть мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани помещали в аппарат, имитировавший пониженную гравитацию (в среднем 10-4 g). Там они находились пять дней. Также была и контрольная группа МСЖ, которую пять дней держали в обычных условиях. Омывавшую клетки обеих групп жидкость затем добавляли либо в культуру клеток эндотелия, взятых из пуповинных вен и высаженных на специальную гелевую основу, либо в эмбрионы немых перепелов (Coturnix japonica) — популярный модельный организм в эмбриологических и вирусологических исследованиях. Ученые наблюдали за тем, с какой интенсивностью будут образовываться новые клетки эндотелия и содержащие их капилляры.
Эндотелий и перепелиные эмбрионы, на которые подействовали жидкостью от МСЖ, после пяти дней в условиях пониженной гравитации формировали новые капилляры (в случае птиц) или подобные им по строению трубочки (в случае клеток из эндотелия пупочной вены). Анализ состава жидкости от МСЖ, побывавших в микрогравитации, показал, что она содержит продукты экспрессии 84 генов факторов роста и дифференцировки клеток.
В то же время мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани из контрольной группы не усиливали рост сосудов ни в эмбрионах перепелов, ни в культуре клеток человеческого эндотелия, а взятая от них жидкость содержала гораздо меньшие концентрации сигнальных веществ. В этом смысле разница между экспериментальной и контрольной группами была особенно заметна по концентрациям фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), эндотелиальным ингибиторам активатора плазминогена (серпинам) и протеином, связывающим инсулиноподобный фактор роста (IGFBP), интерлейкину-8 и некоторым другим ключевым для образования капилляров веществам. Их уровень в жидкости, омывающей МСЖ, от понижения силы притяжения рос в наибольшей степени.
Новизна исследования в том, что оно показывает, как именно условия микрогравитации способствуют развитию эндотелия. Оно дает представление о биохимических механизмах, по которым мезенхимальные стволовые клетки адипозной ткани дают клеткам эндотелия сигнал делиться. Ранее связь между численностью клеток эндотелия и деятельностью МСЖ только предполагалась, но доказана не была.
